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次世代スパコンの高密度実装に向けた超大規模乱流熱伝達計算

研究課題

研究課題/領域番号 25870226
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 高性能計算
計算科学
研究機関東京工業大学

研究代表者

小野寺 直幸  東京工業大学, 学術国際情報センター, 助教 (50614484)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードハイパフォーマンス・コンピューティング / GPU / 格子ボルツマン法 / ラージエディ・シミュレーション / 流体構造連成 / 大規模並列計算
研究成果の概要

本研究はGPUを利用した高性能な大規模流体解析手法の開発を目的とする。格子ボルツマン法にコヒーレント構造スマゴリンスキーモデルを導入することで、乱流の高精度な解析を可能とした。構築した手法は、東工大のスパコンTSUBAME 2.0において、4032台のGPU計算で東京都心部の10km四方の大規模気流解析に成功している。さらに、2013年秋に更新したTSUBAME 2.5では、3968台のGPUで1.14PFLOPSと極めて高い演算性能を達成し、ペタスケールの流体解析手法として有効であることを示した。スパコンの熱設計手法の確率には至らなかったが、構築した手法を推進しで達成できることが期待される。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (27件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] High-productivity Framework on GPU-rich Supercomputers for Operational Weather Prediction Code ASUCA2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe, Takayuki Aoki and Naoyuki Onodera
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2014 ACM/IEEE conference on Supercomputing

      巻: 2014 ページ: 251-261

    • DOI

      10.1109/sc.2014.26

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] GPUを用いた固体粒子を含む固気液三相流の大規模シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸、青木尊之
    • 雑誌名

      日本混相流学会 混相流 27巻 5号 (2014)

      巻: 27 ページ: 607-613

    • NAID

      130004514115

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複数GPUによる格子に基づいたシミュレーションのためのマルチGPU コンピューティング・フレームワーク2014

    • 著者名/発表者名
      下川辺隆史、青木尊之、小野寺直幸
    • 雑誌名

      HPCS2014

      巻: 2014 ページ: 78-86

    • NAID

      170000079712

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Numerical Simulation and Large Eddy Simulation on a Turbulent Wall-Bounded Flow Using Lattice Boltzmann Method and Multiple GPUs2014

    • 著者名/発表者名
      Xian Wang, Yanqin Shangguan, Naoyuki Onodera, Hiromichi Kobayashi, and Takayuki Aoki
    • 雑誌名

      Mathematical Problems in Engineering

      巻: 2014 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] GPUスパコンによる格子に基づいたシミュレーションのためのGPUコンピューティング・フレームワーク2014

    • 著者名/発表者名
      下川辺隆史、青木尊之、小野寺直幸
    • 学会等名
      AXIES 大学ICT推進協議会 2014年度 年次大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 流入・流出を伴う気液二相が存在する容器内における気泡挙動の解析2014

    • 著者名/発表者名
      泉田康太、青木尊之、小野寺直幸、杉原健太、中島聖、本郷均、横畑 英明
    • 学会等名
      第28回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      東京 船堀タワーホール
    • 年月日
      2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 格子細分化を導入したD3Q27格子ボルツマン法のGPU実装2014

    • 著者名/発表者名
      長谷川雄太、青木尊之、小野寺直幸
    • 学会等名
      第28回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      東京 船堀タワーホール
    • 年月日
      2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ピンポン玉の乱流中での浮遊の 大規模流体構􏰀連成解析2014

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸、青木尊之、泉田康太
    • 学会等名
      日本機械学会 第27回計算力学講演会
    • 発表場所
      盛岡 岩手大学
    • 年月日
      2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] High-productivity Framework on GPU-rich Supercomputers for Operational Weather Prediction Code ASUCA2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe, Takayuki Aoki, Naoyuki Onodera
    • 学会等名
      Proceedings of the 2014 ACM/IEEE conference on Supercomputing (SC'14)
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ピンポン玉の運動のスパコンによる大規模流体構造連成解析2014

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸、青木尊之、泉田康太
    • 学会等名
      第92期 日本機械学会流体工学部門
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 格子ボルツマン法を用いたピンポン玉の運動の大規模ラージエディ・シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸、青木尊之、泉田康太
    • 学会等名
      日本流体力学会年会 2014
    • 発表場所
      仙台 東北大学
    • 年月日
      2014-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] GPUを用いた大規模アプリケーションの最適化および可視化2014

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸、青木尊之、下川辺隆史、杉原健太、宮下達治、泉田康太
    • 学会等名
      日本原子力学会「2014年秋の大会」、計算科学技術部門企画セッション「解析結果可視化の最前線」
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Large-eddy simulation of turbulent flow around a car body using lattice Boltzmann method on the TSUBAME supercomputer2014

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Onodera and Takayuki Aoki
    • 学会等名
      11th. World Congress on Computational Mechanics (WCCM XI)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] "複数GPUを用いた格子ボルツマン法による大規模流体・構造連成解析 -卓球競技におけるピンポン玉の軌道の解析-"2014

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸、青木尊之、下川辺隆史、小林宏充
    • 学会等名
      学術大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点 第6回シンポジウム
    • 発表場所
      東京 品川
    • 年月日
      2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] TSUBAMEのGPUを用いた格子ボルツマン法による大規模ラージエディ・シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸
    • 学会等名
      日本機械学会 流体工学部門 格子ボルツマン法の基礎と応用に関する研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 複数 GPU を用いた格子ボルツマン法による卓球競技のピンポン玉のシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸,青木尊之 ,下川辺隆史
    • 学会等名
      計算工学講演会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2014-06-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Peta-scale large-eddy simulation using lattice Boltzmann method on the TSUBAME supercomputer2014

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Onodera and Takayuki Aoki
    • 学会等名
      KSME-JSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2014 at JEJU
    • 発表場所
      JEJU, Koria
    • 年月日
      2014-05-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 複数GPUによる格子に基づいたシミュレーションのためのマルチGPU コンピューティング・フレームワーク2014

    • 著者名/発表者名
      下川辺隆史、青木尊之、小野寺直幸
    • 学会等名
      HPCS2014
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] TSUBAME 2.0 の 4032 台の GPU を用いた格子ボルツマン法による都市部 10km 四方の大規模 LES 気流シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸、青木尊之、下川辺隆史、小林宏充、宮下達治
    • 学会等名
      日本計算工学会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数 GPU を用いた複雑移動物体周りの気液二相流解析2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸、青木尊之
    • 学会等名
      日本計算工学会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区駒場4-6-1)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] TSUBAME2.0の全ノードを用いた東京都心部 10km×10km の 1m 解像度による気流シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸
    • 学会等名
      GTC (GPU Technology Conference) Japan 2013
    • 発表場所
      東京・六本木(ミッドタウン)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GPUを用いた固体粒子群を含む固気液三相流の大規模シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸、青木尊之
    • 学会等名
      日本混相流学会混相流シンポジウム
    • 発表場所
      信州大学(長野)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] GPU を用いた格子ボルツマン法による大規模流体・構造連成解析2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸、青木尊之、下川辺隆史
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2013
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] TSUBAME 2.0の全ノードを用いた格子ボルツマン法による東京都心部10km四方の大規模LES気流シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸
    • 学会等名
      第5回アクセラレーション技術発表討論会(主催: 電子情報通信学会 集積回路研究専門委員会)
    • 発表場所
      会津大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TSUBAME 2.0の4,032台のGPUを用いた格子ボルツマン法による大規模LES気流シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸
    • 学会等名
      京都大学 学術情報メディアセンターセミナー 「GPUコンピューティングにおける計算事例」
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 気象計算コードのためのGPUコンピューティング・フレームワーク2013

    • 著者名/発表者名
      下川辺隆史、青木尊之、小野寺直幸
    • 学会等名
      日本機械学会 第26回 計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] GPU を用いた格子ボルツマン法による流体構造連成のラージエディ・シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺 直幸、青木尊之、下川辺隆史
    • 学会等名
      日本機械学会 第26回 計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] TSUBAMEのGPUを用いた格子ボルツマン法による流体構造連成のラージエディ・シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺直幸
    • 学会等名
      日本学術会議 第3回計算力学シンポジウム
    • 発表場所
      日本学術会議講堂
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Large-Eddy Simulation of Fluid-Structure Interaction using Lattice Boltzmann Method on Multi-GPU clusters2013

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Onodera, Takayuki Aoki, Takashi Shimokawabe, Tatsuji Miyashita, and Hiromichi Kobayashi
    • 学会等名
      5TH ASIA PACIFIC CONGRESS ON COMPUTATIONAL MECHANICS & 4TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMPUTATIONAL MECHANICS (SINGAPORE)
    • 発表場所
      SINGAPORE
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A High-productivity Framework for Weather Prediction Code on Multi-GPU Computing2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe, Takayuki Aoki, and Naoyuki Onodera
    • 学会等名
      5TH ASIA PACIFIC CONGRESS ON COMPUTATIONAL MECHANICS & 4TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMPUTATIONAL MECHANICS (SINGAPORE)
    • 発表場所
      SINGAPORE
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] TSUBAME の GPU を用いた格子ボルツマン法による 東京都心部の大規模気流シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺 直幸、青木尊之、下川辺隆史、宮下達治
    • 学会等名
      第27回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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